DE102020127719B3

DE102020127719B3 - Pressing device and method for producing a pressed product

Info

Publication number: DE102020127719B3
Application number: DE102020127719.9A
Authority: DE
Inventors: Leo Hoffmann; Florian Piott; André Lück
Original assignee: Neue Mat Fuerth GmbH; Neue Materialien Fuerth GmbH
Current assignee: Neue Mat Fuerth GmbH; Neue Materialien Fuerth GmbH
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2022-03-10
Anticipated expiration: 2040-10-22
Also published as: WO2022083882A1

Abstract

Pressvorrichtung (17), umfassend- ein Werkzeug (20) mit einem ersten Werkzeugteil (18) und mit einem dem ersten Werkzeugteil gegenüberliegenden zweiten Werkzeugteil (19),- eine Krafterzeugungseinheit (21), welche eine auf das Werkzeug (20) wirkende Pressenkraft erzeugt,- mehrere flächig über das Werkzeug (20) verteilte thermische Aktoren (1), die zumindest zum Teil auf Seiten des ersten Werkzeugteils (18) angeordnet sind, wobei ein jeweiliger Aktor (1)- ein Ausdehnungselement (2), das ein erstes Ende (3) und ein zweites Ende (4) aufweist,- ein Temperiermittel (5), das eine Temperaturänderung in einem zwischen den Enden (3, 4) liegenden Temperierabschnitt (6) des Ausdehnungselements (2) bewirkt, und- ein Lagermittel (7), durch das eine Position des ersten Endes (3) festlegbar ist, umfasst und bei der Temperaturänderung eine vom ersten Ende (3) zum zweiten Ende (4) gerichtete Aktorenkraft bereitstellt, die sich mit der Pressenkraft überlagert,- Messelemente (10), die jeweils ein die Aktorenkraft und/oder eine durch die Aktorenkraft bewirkte Wegänderung und/oder eine durch die Aktorenkraft bewirkte Druckänderung beschreibendes Messsignal (11) erzeugen, und- mehrere die Krafterzeugungseinheit (21) mechanisch mit dem Werkzeug (20) koppelnde, flächig über das Werkzeug (20) verteilt angeordnete Abstandshalter (30), an denen kein dem Temperiermittel (5) der Aktoren (1) entsprechendes Temperiermittel angeordnet ist und von denen zumindest ein Teil auf Seiten des zweiten Werkzeugteils (19) auf einer längs der von den am ersten Werkzeugteil (18) angeordneten Aktoren (1) ausgeübten Aktorenkraft verlaufenden Achse (A) angeordnet und mit einem der Messelemente (10) versehen ist.Pressing device (17), comprising - a tool (20) with a first tool part (18) and with a second tool part (19) opposite the first tool part, - a force generating unit (21) which generates a pressing force acting on the tool (20). ,- a plurality of thermal actuators (1) distributed over the surface of the tool (20), which are arranged at least in part on the side of the first tool part (18), with a respective actuator (1)- an expansion element (2) having a first end (3) and a second end (4), - a temperature control means (5) which brings about a temperature change in a temperature control section (6) of the expansion element (2) located between the ends (3, 4), and - a bearing means (7 ), by which a position of the first end (3) can be determined, and when the temperature changes, provides an actuator force directed from the first end (3) to the second end (4), which is superimposed on the pressing force, - measuring elements (10), each one the Akto generating a force and/or a change in path caused by the actuator force and/or a measurement signal (11) describing a change in pressure caused by the actuator force, and- several mechanically coupling the force-generating unit (21) to the tool (20) over the surface of the tool (20) Distributed spacers (30) on which no temperature control means corresponding to the temperature control means (5) of the actuators (1) are arranged and of which at least a part on the side of the second tool part (19) is on a arranged actuators (1) exerted actuator force running axis (A) and is provided with one of the measuring elements (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pressvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Presserzeugnisses.The present invention relates to a pressing device according to the preamble of patent claim 1. In addition, the invention relates to a method for producing a pressed product.

Das Dokument FR 2 956 450 A1 offenbart eine Heißpresse mit einer unteren Platte, die eine Form für ein zu formendes Werkstück trägt, und mit einer oberen Platte, an der thermische Aktoren mit einem Heizmittel angeordnet sind. Ein jeweiliger thermischer Aktor ist mit seinem ersten Ende fest auf der Höhe eines äußeren ausdehnbaren Bereichs mit der oberen Platte verbunden und liegt dem Werkstück mit seinem gegenüberliegenden Ende gegenüber.The document FR 2 956 450 A1 discloses a hot press having a lower platen which supports a mold for a workpiece to be formed and an upper platen on which thermal actuators with heating means are arranged. Each thermal actuator is fixed at its first end to the top plate at an outer expandable area and faces the workpiece at its opposite end.

Das Dokument WO 2017/037229 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Herstellen eines faserverstärkten Kunststoffbauteils mit einem fließfähigen Harzsystem in einem Formwerkzeug, welches zumindest zwei Werkzeugteile zur Bildung einer Kavität umfasst, in einer Presse mit einer Druckvorrichtung zum Aufbringen eines Pressdrucks auf das Formwerkzeug. Zur Beeinflussung einer Biegelinie eines Werkzeugteils, eines Fließprozesses bzw. einer Spaltweite SW der Kavität ist eine Korrekturvorrichtung vorgesehen. Die Vorrichtung weist einen Sensor auf, welcher die Spaltweite oder Dehnungen am Werkzeug oder einer Aufspannplatte erfasst.The document WO 2017/037229 A1 discloses a device for producing a fiber-reinforced plastic component with a flowable resin system in a mold, which comprises at least two tool parts to form a cavity, in a press with a pressure device for applying a pressure to the mold. A correction device is provided for influencing a bending line of a tool part, a flow process or a gap width SW of the cavity. The device has a sensor which detects the gap width or strains on the tool or a clamping plate.

Das nachveröffentlichte Dokument DE 10 2019 110 705 A1 offenbart eine Pressvorrichtung, umfassend ein Werkzeug mit einem ersten Werkzeugteil und mit einem zweiten Werkzeugteil, eine Krafterzeugungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine auf das Werkzeug wirkende Pressenkraft zu erzeugen, und mehrere flächig über das Werkzeug verteilte thermische Aktoren. Ein jeweiliger Aktor umfasst ein Ausdehnungselement, das durch einen Festkörper ausgebildet ist und ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, ein Temperiermittel, das dazu eingerichtet ist, eine Temperaturänderung in einem zwischen den Enden liegenden Temperierabschnitt des Ausdehnungselements zu bewirken, und ein Lagermittel, durch das eine Position des ersten Endes festlegbar ist. Ein jeweiliger Aktor ist dazu eingerichtet, bei der Temperaturänderung eine vom ersten Ende zum zweiten Ende gerichtete Aktorenkraft bereitzustellen, und durch das Lagermittel derart mechanisch mit der Krafterzeugungseinheit gekoppelt, dass die Aktorenkraft die Pressenkraft überlagert. Die Pressvorrichtung umfasst ferner mehrere die Krafterzeugungseinheit mechanisch mit dem Werkzeug koppelnde Abstandshalter, die flächig über das Werkzeug verteilt angeordnet sind.The post-published document DE 10 2019 110 705 A1 discloses a pressing device comprising a tool with a first tool part and with a second tool part, a force generating unit which is set up to generate a pressing force acting on the tool, and a plurality of thermal actuators distributed over the surface of the tool. A respective actuator comprises an expansion element, which is formed by a solid body and has a first end and a second end, a temperature control means which is set up to bring about a temperature change in a temperature control section of the expansion element located between the ends, and a bearing means that a position of the first end can be fixed. A respective actuator is set up to provide an actuator force directed from the first end to the second end when the temperature changes, and is mechanically coupled to the force-generating unit by the bearing means in such a way that the actuator force is superimposed on the press force. The pressing device also includes a plurality of spacers that mechanically couple the force-generating unit to the tool and are distributed over the surface of the tool.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Möglichkeit zur Herstellung eines Presserzeugnisses anzugeben.The invention is based on the object of specifying an improved possibility for producing a pressed product.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Pressvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a pressing device according to patent claim 1 .

Durch die Aktoren kann die Geometrie des Werkzeugs dreidimensional verändert werden. Die Erfindung ermöglicht es ferner, die Aktorenkraft durch eine vom Temperiermittel induzierte thermische Veränderung der Geometrie des Ausdehnungselements zu erzeugen. Da durch die Temperaturänderung bewirkte Längenänderungen vergleichsweise gering sind, aber mit einer hohen Aktorenkraft einhergehen, eignet sich der thermische Aktor hervorragend zur lokalen Veränderung der Geometrie eines Werkzeugs in einer Pressvorrichtung. Außerdem kann der Aktor bauteilarm, energiesparend, leicht regelbar und damit insgesamt kostengünstig betrieben werden. Auf hydraulische bzw. pneumatische Betriebsfluide kann verzichtet werden, sodass eine energieintensive Verdichtung eines Betriebsfluids und ein thermischer Einfluss auf ein Betriebsfluid entfallen. Dadurch, dass entlang der Achse einem Aktor jeweils ein Abstandshalter mit einem Messelement auf unterschiedlichen Werkzeugteilen gegenüberliegt, wird eine präzise Messung der Kraftwirkung des Aktors ermöglicht und gleichzeitig eine Beeinflussung des Messelements durch die Erwärmung des gegenüberliegenden Aktors reduziert.The geometry of the tool can be changed three-dimensionally by the actuators. The invention also makes it possible to generate the actuator force by means of a thermal change in the geometry of the expansion element induced by the temperature control medium. Since changes in length caused by the temperature change are comparatively small, but are associated with a high actuator force, the thermal actuator is excellently suited for locally changing the geometry of a tool in a pressing device. In addition, the actuator can be operated with few components, energy-saving, easily controllable and thus cost-effective overall. Hydraulic or pneumatic operating fluids can be dispensed with, so that an energy-intensive compression of an operating fluid and a thermal influence on an operating fluid are eliminated. Because a spacer with a measuring element on different tool parts is located opposite an actuator along the axis, precise measurement of the force effect of the actuator is made possible and at the same time the influence of the measuring element by the heating of the opposite actuator is reduced.

Ein jeweiliger Abstandshalter kann auch als temperiermittelfrei bezeichnet werden. Insbesondere liegt eine sich parallel und/oder konzentrisch zur Achse erstreckende Oberfläche, insbesondere eine Mantelfläche, des Abstandshalters nach außen hin frei. Der Abstandhalter kann aus einem, insbesondere aus Metall und/oder Kunststoff und/oder Keramik gebildeten, Körper bestehen. Der Körper kann eine zylindrische und/oder prismatische und/oder kubische Außenform aufweisen. Typischerweise sind solche Abstandshalter, die mit einem Messelement versehen sind, in einer sich parallel zur Richtung der Aktorenkraft erstreckenden Richtung kürzer ausgebildet, als solche Abstandshalter, die nicht mit einem Messelement versehen sind.A respective spacer can also be referred to as being free of temperature control agents. In particular, a surface extending parallel and/or concentrically to the axis, in particular a lateral surface, of the spacer is exposed to the outside. The spacer can consist of a body made in particular of metal and/or plastic and/or ceramic. The body can have a cylindrical and/or prismatic and/or cubic outer shape. Typically, such spacers that are provided with a measuring element are shorter in a direction extending parallel to the direction of the actuator force than such spacers that are not provided with a measuring element.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Pressvorrichtung kann vorgesehen sein, dass ein Teil der Aktoren auf Seiten des zweiten Werkzeugteils flächig verteilt angeordnet ist und ein Teil der Abstandshalter auf Seiten des ersten Werkzeugteils flächig verteilt auf einer längs der von auf Seiten des zweiten Werkzeugteils angeordneten Aktoren ausgeübten Aktorenkraft verlaufenden Achse angeordnet und mit einem der Messelemente versehen ist. Dadurch können die Messelemente an beiden Werkzeugteilen ohne die vorgenannte thermische Beeinflussung durch den gegenüberliegenden Aktor angeordnet werden.In a further development of the pressing device according to the invention, it can be provided that some of the actuators are distributed over a surface on the side of the second tool part and some of the spacers are distributed over a surface on the side of the first tool part on an actuator force exerted along the actuators arranged on the side of the second tool part Axis is arranged and provided with one of the measuring elements. As a result, the measuring elements on both tool parts can be used without the aforementioned thermal effects flow through the opposite actuator.

Vorteilhafterweise können die Messelemente an einem dem Werkzeug abgewandten Ende der mit dem Messelement versehenen Abstandshalter angeordnet sein. Dadurch wird die thermische Beeinflussung der Messelemente durch einen Wärmefluss entlang der Abstandshalter besonders gut reduziert.Advantageously, the measuring elements can be arranged at an end of the spacer provided with the measuring element that faces away from the tool. As a result, the thermal influence on the measuring elements by a flow of heat along the spacers is reduced particularly well.

Bei der erfindungsgemäßen Pressvorrichtung wird es bevorzugt, wenn sie ferner eine Steuereinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, das Temperiermittel eines jeweiligen Aktors in Abhängigkeit der Messignale zumindest eines Teils der Messelemente derart anzusteuern, dass ein durch die Pressenkraft und die Aktorenkraft auf das Werkzeug ausgeübter Druck homogen verteilt oder lokal erhöht ist. Dies ermöglicht es im Hinblick auf die Herstellung eines Faserverbunderzeugnisses beispielsweise, ein sich im Werkzeug befindliches plastifiziertes Matrixmaterial durch gezielte Einwirkung der Aktorenkraft definiert zu verteilen, indem eine oder mehrere Fließfronten des Matrixmaterials beim Imprägnieren eines Fasermaterials beeinflusst werden. Ebenso kann auf ein unterschiedlich ausgeprägtes Schwindungsverhalten des Matrixmaterials gezielt reagiert werden.In the case of the pressing device according to the invention, it is preferred if it also includes a control unit which is set up to control the temperature control means of a respective actuator as a function of the measurement signals of at least some of the measuring elements in such a way that the pressure exerted on the tool by the pressing force and the actuator force is homogeneously distributed or locally increased. With regard to the production of a fiber composite product, this makes it possible, for example, to distribute a plasticized matrix material in the tool in a defined manner through the targeted action of the actuator force, by influencing one or more flow fronts of the matrix material during the impregnation of a fiber material. Likewise, it is possible to react specifically to a differently pronounced shrinkage behavior of the matrix material.

Es kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Pressvorrichtung einen Werkzeugträger, welcher über die auf Seiten des ersten Werkzeugteils angeordneten Aktoren mit dem ersten Werkzeugteil gekoppelt ist, aufweist und das Ausdehnungselement, insbesondere das erste Ende des Ausdehnungselements, der Aktoren auf dem Werkzeugträger aufliegt.It can be provided that the pressing device according to the invention has a tool carrier, which is coupled to the first tool part via the actuators arranged on the side of the first tool part, and the expansion element, in particular the first end of the expansion element, of the actuators rests on the tool carrier.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Pressvorrichtung einen Werkzeugträger, welcher über die auf Seiten des zweiten Werkzeugteils angeordneten Aktoren und Abstandshalter mit dem zweiten Werkzeugteil gekoppelt ist, aufweist und das Ausdehnungselement, insbesondere das erste Ende des Ausdehnungselements, der Aktoren auf dem Werkzeugträger aufliegt.Alternatively or additionally, it can be provided that the pressing device has a tool carrier, which is coupled to the second tool part via the actuators and spacers arranged on the side of the second tool part, and the expansion element, in particular the first end of the expansion element, of the actuators rests on the tool carrier .

Hinsichtlich der Aktoren bewirkt die Aktorenkraft bei einer im Grenzfall vollständigen Hinderung einer Bewegung des zweiten Endes einen Druck auf ein mit dem zweiten Ende gekoppeltes Objekt, der proportional zum Elastizitätsmodul des Ausdehnungselements, zum thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Ausdehnungselements sowie zur Temperaturänderung ist. Bei praktischen Anwendungen mit einer endlichen Steifigkeit des Objekts wird typischerweise sowohl eine Wegals auch eine Druckänderung durch die Aktorenkraft realisiert.With regard to the actuators, the actuator force causes a pressure on an object coupled to the second end, which is proportional to the modulus of elasticity of the expansion element, to the thermal expansion coefficient of the expansion element and to the temperature change, if movement of the second end is completely prevented in the limit case. In practical applications with a finite rigidity of the object, both a displacement and a pressure change are typically realized by the actuator force.

Zweckmäßigerweise ist das Ausdehnungselements des Aktors aus einem Metall gebildet. Das Ausdehnungselement kann als Hohlkörper ausgebildet sein. Das Temperiermittel kann grundsätzlich zum Erwärmen und/oder zum Abkühlen des Ausdehnungselements eingerichtet sein. Die vom ersten Ende zum zweiten Ende gerichtete Aktorenkraft kann je nach Vorzeichen der Temperaturänderung zum ersten Ende oder zum zweiten Ende hin orientiert sein.The expansion element of the actuator is expediently made of metal. The expansion element can be designed as a hollow body. In principle, the temperature control means can be set up to heat up and/or cool down the expansion element. The actuator force directed from the first end to the second end can be oriented toward the first end or toward the second end, depending on the sign of the temperature change.

Im Sinne der Erfindung ist das Lagermittel des Aktors typischerweise ein Mittel, das im Zusammenwirken mit einem anderen Lagermittel geeignet ist, die Position des ersten Endes durch Eliminierung der Translationsfreiheitsgrade festzulegen. Das Lagermittel kann über eine bloße Lagerung hinaus auch die Rotationsfreiheitsgrade des ersten Endes eliminieren. Es ist beispielsweise möglich, dass das Lagermittel ein Einspannen und/oder ein Befestigen und/oder ein Haltern des ersten Endes ermöglicht. Das Lagermittel kann beispielsweise durch ein Gewinde ausgebildet sein, um die Position des freien Endes durch Verschrauben festzulegen. Es ist auch denkbar, dass das Lagermittel durch einen freien Bereich des Aktors, insbesondere des Ausdehnungselements, ausgebildet ist, an den das andere Lagermittel zum Festlegen der Position des ersten freien Endes angreifen kann.Within the meaning of the invention, the bearing means of the actuator is typically a means which, in cooperation with another bearing means, is suitable for fixing the position of the first end by eliminating the translational degrees of freedom. The bearing means can also eliminate the rotational degrees of freedom of the first end in addition to a mere bearing. It is possible, for example, for the bearing means to enable clamping and/or fastening and/or holding of the first end. The bearing means can, for example, be formed by a thread in order to fix the position of the free end by screwing. It is also conceivable that the bearing means is formed by a free area of the actuator, in particular of the expansion element, on which the other bearing means can engage to fix the position of the first free end.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Aktors weist das Ausdehnungselement eine zylindrische und/oder prismatische und/oder kubische Außenform auf. Alternativ oder zusätzlich kann das Ausdehnungselement eine zylindrische und/oder prismatische und/oder kubische Innenform aufweisen. Typischerweise ist der Aktor dabei derart ausgebildet, dass die Aktorenkraft senkrecht zu einer Grundfläche des Ausdehnungselements wirkt.According to a preferred embodiment of the actuator, the expansion element has a cylindrical and/or prismatic and/or cubic external shape. Alternatively or additionally, the expansion element can have a cylindrical and/or prismatic and/or cubic internal shape. The actuator is typically designed in such a way that the actuator force acts perpendicularly to a base area of the expansion element.

Das Ausdehnungselement des Aktors kann grundsätzlich entlang der Richtung der Aktorenkraft unterschiedliche Geometrien und/oder Materialeigenschaften aufweisen. Typischerweise ist das Ausdehnungselement einstückig, jedoch nicht notwendigerweise materialeinheitlich ausgebildet.In principle, the expansion element of the actuator can have different geometries and/or material properties along the direction of the actuator force. Typically, the expansion member is formed in one piece, but not necessarily of the same material.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Temperierabschnitt einen von einem Abschnitt zwischen dem ersten Ende und dem Temperierabschnitt und/oder von einem Abschnitt zwischen dem zweiten Ende und dem Temperierabschnitt abweichenden Materialparameter, insbesondere einen abweichenden Wärmeausdehnungskoeffizienten und/oder einen abweichenden Elastizitätsmodul, aufweist. So ist es möglich, den Temperierabschnitt mit einem günstigeren Wärmeübertragungsverhalten als andere Abschnitte auszubilden oder an eine bestimmte Einbringungsart der Temperaturänderung durch das Temperiermittel anzupassen. Besonders bevorzugt ist der abweichende Materialparameter ein abweichender Wärmeausdehnungskoeffizient und/oder ein abweichender Elastizitätsmodul. It is particularly preferably provided that the temperature control section has a material parameter that differs from a section between the first end and the temperature control section and/or from a section between the second end and the temperature control section, in particular a different coefficient of thermal expansion and/or a different modulus of elasticity. It is thus possible to design the temperature control section with a more favorable heat transfer behavior than other sections or to adapt it to a specific type of introduction of the temperature change by the temperature control medium. Particularly the different material parameter is preferably a different coefficient of thermal expansion and/or a different modulus of elasticity.

Dadurch lässt sich effektiv Einfluss auf die bewirkbare Weg- bzw. Druckänderung nehmen.As a result, the path or pressure change that can be effected can be effectively influenced.

Hinsichtlich der Ausgestaltung des Temperiermittels wird es bei dem Aktor bevorzugt, wenn dieses ein Konduktionselement, das zum Bewirken der Temperaturänderung durch Wärmekonduktion mechanisch mit dem Ausdehnungselement gekoppelt ist, aufweist. Das Konduktionselement kann beispielsweise eine Heizmanschette sein, die elektrisch erwärmbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Konduktionselement einen Fluidkanal aufweisen, durch den ein die Temperaturänderung bewirkendes Fluid leitbar ist. Dadurch lässt sich besonders einfach ein Abkühlen des Ausdehnungselements durch das Temperiermittel realisieren.With regard to the design of the temperature control means, it is preferable for the actuator to have a conduction element which is mechanically coupled to the expansion element to bring about the temperature change by thermal conduction. The conduction element can be a heating sleeve, for example, which can be heated electrically. Alternatively or additionally, the conduction element can have a fluid channel, through which a fluid causing the temperature change can be conducted. As a result, the expansion element can be cooled particularly easily by the temperature control medium.

Alternativ oder zusätzlich kann das Temperiermittel ein Induktionselement, das zum Bewirken der Temperaturänderung mittels Induktion eingerichtet ist, und/oder ein Ultraschallelement, das zum Bewirken der Temperaturänderung akustisch mit dem Ausdehnungselement gekoppelt ist, und/oder ein Hochfrequenzelement, das zum Bewirken der Temperaturänderung mittels hochfrequenter elektromagnetischer Felder eingerichtet ist, aufweisen.Alternatively or additionally, the temperature control means can be an induction element, which is set up to bring about the temperature change by means of induction, and/or an ultrasonic element, which is acoustically coupled to the expansion element to bring about the temperature change, and/or a high-frequency element, which is used to bring about the temperature change by means of high-frequency electromagnetic fields is set up, have.

Es ist bei der erfindungsgemäßen Pressvorrichtung außerdem von Vorteil, wenn diese ferner ein oder mehrere Temperierelemente umfasst, die jeweils zur Temperierung eines Abschnitts des Werkzeugs eingerichtet sind. Dadurch können die Abschnitte des Werkzeugs unterschiedlich erwärmt und/oder abgekühlt werden.In the case of the pressing device according to the invention, it is also advantageous if it also includes one or more temperature control elements, which are each set up to control the temperature of a section of the tool. As a result, the sections of the tool can be heated and/or cooled differently.

Besonders bevorzugt ist jedem Abschnitt einer der Aktoren zugeordnet. So lässt sich die auf das Werkzeug wirkende Aktorenkraft für jeden durch eines der Temperierelemente erwärmten Bereich spezifisch vorgeben und eine räumliche Verteilung der durch die Aktorenkraft bewirkten Längen- und/oder Kraftänderung erzielen.One of the actuators is particularly preferably assigned to each section. In this way, the actuator force acting on the tool can be specified specifically for each area heated by one of the temperature control elements, and a spatial distribution of the change in length and/or force caused by the actuator force can be achieved.

Bei der erfindungsgemäßen Pressvorrichtung können die Abstandshalter entsprechend dem Ausdehnungselement ausgebildet sein. Es ist so besonders vorteilhaft möglich, eine herkömmliche Pressvorrichtung mit Abstandshaltern dahingehend zu modifizieren, dass ein Abstandshalter durch einen thermischen Aktor ersetzt wird oder gar durch Hinzufügen des Temperiermittels zum Abstandshalter in einen thermischen Aktor umgewandelt wird.In the case of the pressing device according to the invention, the spacers can be designed in accordance with the expansion element. It is thus particularly advantageously possible to modify a conventional pressing device with spacers in such a way that a spacer is replaced by a thermal actuator or is even converted into a thermal actuator by adding the temperature control medium to the spacer.

Typischerweise ist die erfindungsgemäße Pressvorrichtung als kontinuierlich arbeitende Pressvorrichtung, insbesondere als Doppelbandpresse, oder quasikontinuierlich arbeitende Pressvorrichtung, insbesondere als Intervallheißpressvorrichtung, oder als diskontinuierlich arbeitende Pressvorrichtung, insbesondere als statische Presse, ausgebildet.Typically, the pressing device according to the invention is designed as a continuously operating pressing device, in particular as a double belt press, or as a quasi-continuously operating pressing device, in particular as an interval hot pressing device, or as a discontinuously operating pressing device, in particular as a static press.

Die Erfindung betrifft schließlich auch ein Verfahren zur Herstellung eines Presserzeugnisses gemäß Patentanspruch 15.Finally, the invention also relates to a method for producing a pressed product according to patent claim 15.

Besonders bevorzugt werden mittels des Werkzeugs ein Fasermaterial und ein Matrixmaterial zu einem Faserverbunderzeugnis als Presserzeugnis verpresst. Dabei wird bevorzugt die quasikontinuierlich arbeitende Pressvorrichtung verwendet.A fiber material and a matrix material are particularly preferably pressed by means of the tool to form a fiber composite product as a pressed product. In this case, the quasi-continuously operating pressing device is preferably used.

Alternativ kann als Presserzeugnis ein dekoriertes Folienmaterial erhalten werden, wobei insbesondere die diskontinuierlich arbeitende Pressvorrichtung verwendet wird. Als weitere Alternative kann als Presserzeugnis ein kaschierter Fließwerkstoff erhalten werden, wobei insbesondere die kontinuierliche arbeitende Pressvorrichtung verwendet wird.Alternatively, a decorated sheet material can be obtained as a pressed product, in which case, in particular, the discontinuously operating press device is used. As a further alternative, a laminated flow material can be obtained as a pressed product, in which case, in particular, the continuously operating pressing device is used.

Sämtliche Ausführungen zur erfindungsgemäßen Pressvorrichtung lassen sich auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen, sodass auch mit diesem die zuvor genannten Vorteile erzielt werden können.All statements regarding the pressing device according to the invention can be transferred to the method according to the invention, so that the aforementioned advantages can also be achieved with this.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 eine Prinzipskizze eines thermischen Aktors;
2 eine Prinzipskizze eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Pressvorrichtung aus einer seitlichen Ansicht;
3 eine Prinzipskizze eines Abstandshalters mit einem Messelement;
4 eine Prinzipskizze einer Anordnung von Temperierelementen der in 2 gezeigten Pressvorrichtung aus einer Draufsicht;
5 eine Prinzipskizze der Anordnung der Temperierelemente der in 2 gezeigten Pressvorrichtung aus einer Seitenansicht; und
6 eine Prinzipskizze eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemä-ßen Pressvorrichtung.

Further advantages and details of the present invention result from the exemplary embodiments described below and from the drawings. These are schematic representations and show:

1 a schematic of a thermal actuator;
2 a schematic diagram of a first embodiment of the pressing device according to the invention from a side view;
3 a schematic diagram of a spacer with a measuring element;
4 a schematic diagram of an arrangement of temperature control elements in 2 shown pressing device from a plan view;
5 a schematic diagram of the arrangement of the temperature control elements in 2 shown pressing device from a side view; and
6 a schematic diagram of a second exemplary embodiment of the pressing device according to the invention.

1 ist eine Prinzipskizze eines thermischen Aktors 1. 1 is a schematic diagram of a thermal actuator 1.

Der Aktor 1 umfasst ein Ausdehnungselement 2, das durch einen Festkörper, hier durch ein Metall, ausgebildet ist und ein erstes Ende 3 und ein zweites Ende 4 aufweist. Ferner umfasst der Aktor 1 ein Temperiermittel 5, das dazu eingerichtet ist, eine Temperaturänderung in einem zwischen den Enden 3, 4 liegenden Temperierabschnitt 6 des Ausdehnungselements 2 zu bewirken. Der Aktor 1 ist damit dazu eingerichtet, bei der Temperaturänderung eine vom ersten Ende 3 zum zweiten Ende gerichtete Aktorenkraft bereitzustellen.The actuator 1 comprises an expansion element 2 which is formed by a solid body, here by a metal, and has a first end 3 and a second end 4 . Furthermore, the actuator 1 includes a temperature control means 5, which is set up to bring about a temperature change in a temperature control section 6 of the expansion element 2 located between the ends 3, 4. The actuator 1 is thus set up to provide an actuator force directed from the first end 3 to the second end when the temperature changes.

Daneben umfasst der Aktor 1 ein Lagermittel 7, durch das eine Position des ersten Endes 3 festlegbar ist. Das Lagermittel 7 kann beispielsweise durch ein am ersten Ende 3 ausgebildetes Innengewinde im Ausdehnungselement 2 ausgebildet sein, um den Aktor 1 zu verspannen oder lediglich ein freier Abschnitt des Ausdehnungselements 2 sein, an den ein anderes Lagermittel, z. B. ein Passstift, zum Festlegen der Position des ersten Endes 3 angreifen kann. Das erste Ende 3 ist an einem Objekt 15 mittels des Lagermittels 7 und einem anderen objektseitigen Lagermittel gelagert, eingespannt, gehaltert oder befestigt. Am zweiten Ende 4 befindet sich ein weiteres Objekt 16, auf welches eine Weg- und Druckänderung durch die von der Temperaturänderung bewirkten Aktorenkraft ausgeübt wird. Dabei hat die Wegänderung jedoch im Vergleich zur Druckänderung einen untergeordneten Stellenwert. Typischerweise wird vom Aktor 1 lediglich ein Hub von weniger als einem Millimeter generiert.In addition, the actuator 1 includes a bearing means 7, by which a position of the first end 3 can be fixed. The bearing means 7 can be formed, for example, by an internal thread formed at the first end 3 in the expansion element 2 in order to brace the actuator 1 or merely be a free section of the expansion element 2 to which another bearing means, e.g. B. a dowel pin to fix the position of the first end 3 can attack. The first end 3 is mounted, clamped, held or fastened to an object 15 by means of the bearing means 7 and another object-side bearing means. At the second end 4 there is a further object 16, on which a displacement and pressure change is exerted by the actuator force caused by the temperature change. However, the change in path is of secondary importance compared to the change in pressure. Typically, the actuator 1 only generates a stroke of less than one millimeter.

Exemplarisch weist das Ausdehnungselement 2 sowohl eine zylindrische Außenform als auch eine zylindrische Innenform auf. Das Ausdehnungselement 2 kann insofern auch als Buchse aufgefasst werden. Der Temperierabschnitt 6 ist aus einem anderen Material als ein Abschnitt 8 des Ausdehnungselements 2 zwischen dem ersten Ende 3 und dem Temperierabschnitt 6 und als ein Abschnitt 9 zwischen dem zweiten Ende 4 und dem Temperierabschnitt 6 gebildet. Das Material des Temperierabschnitts 6 weist einen von den Materialien der Abschnitte 8, 9 abweichenden Wärmeausdehnungskoeffizienten und einen abweichenden Elastizitätsmodul auf. So kann eine für die Bewirkung der Temperaturänderung durch das Temperiermittel 5 und das gewünschte Ausdehnungsverhalten des Ausdehnungselements 2 geeignete Materialauswahl im Temperierbereich 6 und eine für die Kraftübertragung und das Lagern des Aktors 1 geeignete Materialauswahl in den Bereichen 8, 9 getroffen werden.By way of example, the expansion element 2 has both a cylindrical outer shape and a cylindrical inner shape. In this respect, the expansion element 2 can also be regarded as a socket. The tempering section 6 is formed from a different material than a section 8 of the expansion element 2 between the first end 3 and the tempering section 6 and as a section 9 between the second end 4 and the tempering section 6 . The material of the tempering section 6 has a coefficient of thermal expansion that differs from the materials of the sections 8, 9 and a different modulus of elasticity. In this way, a material can be selected in the temperature control area 6 that is suitable for bringing about the temperature change through the temperature control medium 5 and the desired expansion behavior of the expansion element 2, and a material can be selected in the areas 8, 9 that is suitable for the force transmission and mounting of the actuator 1.

Das Temperiermittel 5 weist ein Konduktionselement, das zum Bewirken der Temperaturänderung durch Wärmekonduktion mechanisch mit dem Ausdehnungselement 2 gekoppelt ist, auf. Das Konduktionselement 5 ist vorliegend als um das Ausdehnungselement 2 angeordnete Heizmanschette ausgebildet, die elektrisch erwärmbar ist. Das Temperiermittel 5 ist durch ein Steuersignal 13 ansteuerbar.The temperature control means 5 has a conduction element, which is mechanically coupled to the expansion element 2 in order to bring about the temperature change by thermal conduction. In the present case, the conduction element 5 is designed as a heating collar which is arranged around the expansion element 2 and can be heated electrically. The temperature control means 5 can be controlled by a control signal 13 .

Der Aktor 1 kann auch eine prismatische oder kubische Außenform bzw. eine prismatische oder kubische Innenform aufweisen. Alternativ oder zusätzlich zum Konduktionselement kann der Aktor 1 ein Induktionselement, das zum Bewirken der Temperaturänderung mittels Induktion eingerichtet ist, und/oder ein Ultraschallelement, das zum Bewirken der Temperaturänderung akustisch mit dem Ausdehnungselement gekoppelt ist, und/oder ein Hochfrequenzelement, das zum Bewirken der Temperaturänderung mittels hochfrequenter elektromagnetischer Felder, insbesondere Mikrowellenstrahlung, eingerichtet ist, aufweisen. Das Konduktionselement kann ferner einen Fluidkanal aufweisen, durch den ein die Temperaturänderung bewirkendes Fluid leitbar ist. Dadurch lässt sich auch effektiv eine Abkühlung des Temperierabschnitt 6 realisieren.The actuator 1 can also have a prismatic or cubic external shape or a prismatic or cubic internal shape. As an alternative or in addition to the conduction element, the actuator 1 can have an induction element, which is set up to bring about the temperature change by means of induction, and/or an ultrasonic element, which is acoustically coupled to the expansion element to bring about the temperature change, and/or a high-frequency element, which is used to bring about the Temperature change is set up by means of high-frequency electromagnetic fields, in particular microwave radiation. The conduction element can also have a fluid channel through which a fluid causing the temperature change can be conducted. As a result, the temperature control section 6 can also be effectively cooled.

2 ist eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels einer Pressvorrichtung 17. Diese umfasst ein aus einem ersten Werkzeugteil 18 und einem zweiten Werkzeugteil 19 bestehendes Werkzeug 20 sowie eine Krafterzeugungseinheit 21 mit hydraulischen Zylindern 22, 23 und einer schematisch dargestellten Hydraulikpumpe 24. Die Krafterzeugungseinheit 21 ist dazu eingerichtet, eine auf das Werkzeug 20 wirkende Pressenkraft zu erzeugen, wobei es möglich ist, dass eine in zwei Raumrichtungen unterschiedliche Pressenkraft erzeugt wird. Zur Erzeugung der Pressenkraft wird das erste Werkzeugteil 18 in Richtung des zweiten Werkzeugteils 19 bewegt. 2 is a schematic diagram of an exemplary embodiment of a pressing device 17. This comprises a tool 20 consisting of a first tool part 18 and a second tool part 19, as well as a force-generating unit 21 with hydraulic cylinders 22, 23 and a hydraulic pump 24, shown schematically to generate the press force acting on the tool 20, it being possible for a press force that differs in two spatial directions to be generated. To generate the pressing force, the first tool part 18 is moved in the direction of the second tool part 19 .

Über das Werkzeug 20 verteilt sind auf Seiten des ersten Werkzeugteils 18 thermische Aktoren 1 wie zuvor gemäß 1 beschrieben angeordnet.Distributed over the tool 20 on the side of the first tool part 18 are thermal actuators 1 as previously shown in FIG 1 arranged as described.

Damit die von den Aktoren 1 bewirkte Aktorenkraft die Pressenkraft überlagert, sind die ersten Enden 3 der Aktoren 1 über Werkzeugträger 26 mechanisch mit der Krafterzeugungseinheit 21 gekoppelt. An ihrem zweiten Ende 4 sind die Aktoren 1 über Temperierelemente 27, 28 mit dem ersten Werkzeugteil 18 gekoppelt.So that the actuator force produced by the actuators 1 is superimposed on the press force, the first ends 3 of the actuators 1 are mechanically coupled to the force-generating unit 21 via tool carriers 26 . At their second end 4, the actuators 1 are coupled to the first tool part 18 via temperature control elements 27, 28.

Neben den Aktoren 1 weist die Pressvorrichtung 17 ferner mehrere die Krafterzeugungseinheit 21 mechanisch mit dem Werkzeug 20 koppelnde Abstandshalter 30 auf, die flächig über das Werkzeug 20 auf Seiten beider Werkzeugteile 18, 19 verteilt angeordnet und entsprechend dem Ausdehnungselement 2 ausgebildet sind. Die Abstandshalter 30 weisen mithin kein Temperiermittel 5 auf und dienen lediglich der mechanischen Kopplung der Werkzeugträger 26 mit den Temperierelementen 27, 28 bzw. mit den Werkzeugteilen 18, 19 (siehe 3).In addition to the actuators 1, the pressing device 17 also has a plurality of spacers 30 mechanically coupling the force generation unit 21 to the tool 20, which are distributed over the surface of the tool 20 on the sides of both tool parts 18, 19 and are designed in accordance with the expansion element 2. The spacers 30 therefore have no temperature control means 5 and only serve to mechanically couple the tool carrier 26 to the temperature control elements 27, 28 or with the tool parts 18, 19 (see 3 ).

Die Pressvorrichtung umfasst ferner Messelemente 10, mit denen solche auf Seiten des zweiten Werkzeugteils 19 angeordnete Abstandshalter 30 versehen sind, die auf einer längs der von den auf Seiten des ersten Werkzeugteils 18 angeordneten Aktoren 1 ausgeübten Aktorenkraft verlaufenden Achse A angeordnet sind. Die Messelemente 10 sind dazu eingerichtet, ein die Aktorenkraft oder eine durch die Aktorenkraft bewirkte Druckänderung beschreibendes Messsignal 11 zu erzeugen. Die Messelemente 10 sind an dem dem Werkzeug 20 abgewandten Ende 30a eines jeweiligen Abstandshalters 30 angeordnet (siehe 3).The pressing device further comprises measuring elements 10 with which such spacers 30 arranged on the side of the second tool part 19 are provided, which are arranged on an axis A running along the actuator force exerted by the actuators 1 arranged on the side of the first tool part 18 . The measuring elements 10 are set up to generate a measuring signal 11 describing the actuator force or a pressure change brought about by the actuator force. The measuring elements 10 are arranged on the end 30a of a respective spacer 30 facing away from the tool 20 (see FIG 3 ).

Die Pressvorrichtung 17 weist ferner eine Steuereinheit 29 auf, die dazu eingerichtet ist, die Temperiermittel 5 eines jeweiligen Aktors 1 durch Steuersignale 13 derart in Abhängigkeit der Messsignale 11 der Messelemente anzusteuern, dass ein durch die Pressenkraft und die Aktorenkraft auf das Werkzeug 20 ausgeübter Druck entweder homogen verteilt oder lokal erhöht ist.The pressing device 17 also has a control unit 29, which is set up to activate the temperature control means 5 of a respective actuator 1 by means of control signals 13 in dependence on the measuring signals 11 of the measuring elements such that a pressure exerted on the tool 20 by the pressing force and the actuator force is either is homogeneously distributed or locally increased.

Die Pressvorrichtung 17 ist als quasikontinuierlich arbeitende Intervallheißpressvorrichtung ausgebildet, um im Rahmen eines Verfahrens zur Herstellung eines Presserzeugnisses beispielsweise mittels des Werkzeugs 20 ein Fasermaterial und ein Matrixmaterial zu einem Faserverbunderzeugnis zu verpressen. Dabei kennzeichnet ein Pfeil 31 eine Produktionsrichtung der Pressvorrichtung 17.The pressing device 17 is designed as a quasi-continuously operating interval hot-pressing device in order to press a fiber material and a matrix material into a fiber composite product, for example by means of the tool 20, as part of a method for producing a pressed product. An arrow 31 indicates a production direction of the pressing device 17.

4 ist eine Prinzipskizze einer Anordnung der Temperierelemente 27, 28 der Pressvorrichtung 17. 4 is a schematic diagram of an arrangement of the temperature control elements 27, 28 of the pressing device 17.

In 4 sind die Aktoren 1 durch ein Kreuz gekennzeichnet. Die auf Seiten des ersten Werkzeugteils 18 angeordneten Abstandshalter 30 sind ohne eine solche Kennzeichnung dargestellt. Verbindungen für die Steuersignale 13 sind repräsentativ bei zwei der Aktoren 1 für die Übrigen dargestellt. Entlang der Produktionsrichtung, die auch hier durch den Pfeil 31 symbolisiert ist, sind zunächst zwei Heizzonen 32a, 32b mit Temperierelementen 27, die jeweils zum Erwärmen eines Abschnitts des Werkzeugs 20 ausgebildet sind, und eine Kühlzone 33 mit Temperierelementen 28, die jeweils zum Kühlen eines Abschnitts des Werkzeugs 20 ausgebildet sind, vorgesehen.In 4 the actuators 1 are marked by a cross. The spacers 30 arranged on the side of the first tool part 18 are shown without such a marking. Connections for the control signals 13 are shown representatively at two of the actuators 1 for the rest. Along the production direction, which is also symbolized here by the arrow 31, there are initially two heating zones 32a, 32b with temperature control elements 27, each designed to heat a section of the tool 20, and a cooling zone 33 with temperature control elements 28, each for cooling a Section of the tool 20 are formed, provided.

In den Heizzonen 32a, 32b sind jeweils drei Temperierelemente 27 angeordnet. In der ersten Heizzone 32a ist nur das innere Temperierelement 27 mit Aktoren 1 versehen, wohingegen für die äußeren Temperierelemente 27 lediglich Abstandshalter 30 vorgesehen sind. In der zweiten Heizzone 32b sind alle Temperierelemente 27 mit Aktoren 1 versehen. In der Kühlzone 33 sind die Temperierelement 28 jeweils mit einem Aktor 1 und mit einem Abstandshalter 30 versehen.Three temperature control elements 27 are arranged in each case in the heating zones 32a, 32b. In the first heating zone 32a, only the inner temperature control element 27 is provided with actuators 1, whereas only spacers 30 are provided for the outer temperature control elements 27. All temperature control elements 27 are provided with actuators 1 in the second heating zone 32b. In the cooling zone 33 the temperature control elements 28 are each provided with an actuator 1 and a spacer 30 .

Die Steuereinheit 29 ist dazu eingerichtet, die Temperierelemente 27 in den Heizzonen 32a, 32b in Abhängigkeit der Messignale 11 so anzusteuern, dass ein durch die Pressenkraft und die Aktorenkraft auf das Werkzeug 20 ausgeübter Druck in den Heizzonen 32a, 32b derart verteilt ist, dass ein gezielter Einfluss auf einen Verlauf einer Imprägnierfront innerhalb einer zwischen den Werkzeugteilen 18, 19 aufgenommenen Materialkombination genommen werden kann. In der Kühlzone 33 ist wegen der voranschreitenden Abkühlung des imprägnierten Fasermaterials hingegen mit einer punktuellen Schwindung zu rechnen. In diesem Bereich steuert die Steuereinheit 29 die Temperierelemente 28 so an, dass trotz der Schwindung ein homogener Druck auf das Presserzeugnis ausgeübt wird.The control unit 29 is set up to control the temperature control elements 27 in the heating zones 32a, 32b as a function of the measurement signals 11 in such a way that a pressure exerted on the tool 20 by the press force and the actuator force is distributed in the heating zones 32a, 32b in such a way that a targeted influence on a course of an impregnation front within a recorded between the tool parts 18, 19 material combination can be taken. In the cooling zone 33, on the other hand, local shrinkage is to be expected due to the progressive cooling of the impregnated fiber material. In this area, the control unit 29 controls the tempering elements 28 in such a way that, despite the shrinkage, a homogeneous pressure is exerted on the pressed product.

5 ist eine Prinzipskizze der Anordnung der Temperierelemente der in 2 gezeigten Pressvorrichtung aus einer Seitenansicht, die mögliche durch die Aktoren 1 bewirkte Verstellmöglichkeiten zeigt, wobei die Darstellung nicht maßstabsgetreu ist. 5 is a schematic diagram of the arrangement of the temperature control elements in 2 shown pressing device from a side view, which shows possible adjustments caused by the actuators 1, the representation not being true to scale.

6 ist eine Prinzipskizze eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Pressvorrichtung 19, das bis auf die im Folgenden beschriebenen Abweichungen dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Dabei sind gleiche oder gleichwirkende Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen. 6 is a schematic diagram of a second embodiment of a pressing device 19, which corresponds to the first embodiment except for the differences described below. Components that are the same or have the same effect are provided with identical reference symbols.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind auf Seiten des zweiten Werkzeugteils 19 ebenfalls thermische Aktoren 1 angeordnet. Auf Seiten des ersten Werkzeugteils 18 sind auf einer längs der von den am zweiten Werkzeugteil 19 angeordneten Aktoren 1 ausgeübten Aktorenkraft verlaufenden Achse A jeweils mit einem der Messelemente 10 versehene Abstandshalter 30 angeordnet. Die auf Seiten des zweiten Werkzeugteils 19 angeordneten Aktoren 1 liegen mit dem ersten Ende 3 des Ausdehnungselements 2 auf einem weiteren Werkzeugträger 26 auf. Lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Steuereinheit 29 durch zwei Blöcke dargestellt.In the second exemplary embodiment, thermal actuators 1 are likewise arranged on the side of the second tool part 19 . On the side of the first tool part 18 , spacers 30 each provided with one of the measuring elements 10 are arranged on an axis A running along the actuator force exerted by the actuators 1 arranged on the second tool part 19 . The actuators 1 arranged on the side of the second tool part 19 rest with the first end 3 of the expansion element 2 on a further tool carrier 26 . For reasons of clarity only, the control unit 29 is represented by two blocks.

Claims

Pressvorrichtung (17), umfassend - ein Werkzeug (20) mit einem ersten Werkzeugteil (18) und mit einem dem ersten Werkzeugteil gegenüberliegenden zweiten Werkzeugteil (19), - eine Krafterzeugungseinheit (21), welche dazu eingerichtet ist, eine auf das Werkzeug (20) wirkende Pressenkraft zu erzeugen, und - mehrere flächig über das Werkzeug (20) verteilte thermische Aktoren (1), die zumindest zum Teil auf Seiten des ersten Werkzeugteils (18) angeordnet sind, wobei ein jeweiliger Aktor (1) - ein Ausdehnungselement (2), das durch einen Festkörper ausgebildet ist und ein erstes Ende (3) und ein zweites Ende (4) aufweist, - ein Temperiermittel (5), das dazu eingerichtet ist, eine Temperaturänderung in einem zwischen den Enden (3, 4) liegenden Temperierabschnitt (6) des Ausdehnungselements (2) zu bewirken, und - ein Lagermittel (7), durch das eine Position des ersten Endes (3) festlegbar ist, umfasst und dazu eingerichtet ist, bei der Temperaturänderung eine vom ersten Ende (3) zum zweiten Ende (4) gerichtete Aktorenkraft bereitzustellen, wobei ein jeweiliger Aktor (1) durch das Lagermittel (7) derart mechanisch mit der Krafterzeugungseinheit (21) gekoppelt ist, dass die Aktorenkraft die Pressenkraft überlagert, gekennzeichnet durch - Messelemente (10), die jeweils dazu eingerichtet sind, ein die Aktorenkraft und/oder eine durch die Aktorenkraft bewirkte Wegänderung und/oder eine durch die Aktorenkraft bewirkte Druckänderung beschreibendes Messsignal (11) zu erzeugen, und - mehrere die Krafterzeugungseinheit (21) mechanisch mit dem Werkzeug (20) koppelnde, flächig über das Werkzeug (20) verteilt angeordnete Abstandshalter (30), an denen kein dem Temperiermittel (5) der Aktoren (1) entsprechendes Temperiermittel angeordnet ist und von denen zumindest ein Teil auf Seiten des zweiten Werkzeugteils (19) auf einer längs der von den am ersten Werkzeugteil (18) angeordneten Aktoren (1) ausgeübten Aktorenkraft verlaufenden Achse (A) angeordnet und mit einem der Messelemente (10) versehen ist.Pressing device (17), comprising - a tool (20) with a first tool part (18) and with a second tool part (19) opposite the first tool part, - a force-generating unit (21) which is set up to apply a force to the tool (20 ) to generate acting press force, and - a plurality of thermal actuators (1) distributed over the surface of the tool (20), which are arranged at least in part on the side of the first tool part (18), with a respective actuator (1) - an expansion element (2) being formed by a solid body and has a first end (3) and a second end (4), - a temperature control means (5) which is set up to compensate for a temperature change in a temperature control section (6) of the expansion element (2 ) to bring about, and - a bearing means (7), by which a position of the first end (3) can be fixed, and is set up to provide an actuator force directed from the first end (3) to the second end (4) when the temperature changes , wherein a respective actuator (1) is mechanically coupled to the force-generating unit (21) by the bearing means (7) in such a way that the actuator force is superimposed on the press force, characterized by - measuring elements (10), which are each set up to ei n to generate the actuator force and/or a displacement change brought about by the actuator force and/or a pressure change caused by the actuator force, a measuring signal (11) describing it, and - several surfaces over the tool that couple the force-generating unit (21) mechanically to the tool (20). (20) Distributed spacers (30) on which no temperature control medium corresponding to the temperature control medium (5) of the actuators (1) is arranged and of which at least a part on the side of the second tool part (19) is on a lengthwise that of the one on the first tool part (18) arranged actuators (1) exerted actuator force extending axis (A) and is provided with one of the measuring elements (10).

Pressvorrichtung (17) nach Anspruch 1, wobei ein Teil der Aktoren (1) auf Seiten des zweiten Werkzeugteils (19) flächig verteilt angeordnet ist und ein Teil der Abstandshalter (30) auf Seiten des ersten Werkzeugteils (18) flächig verteilt auf einer längs der von auf Seiten des zweiten Werkzeugteils (19) angeordneten Aktoren (1) ausgeübten Aktorenkraft verlaufenden Achse (A) angeordnet und mit einem der Messelemente (10) versehen ist.Pressing device (17) after claim 1 , wherein some of the actuators (1) are distributed on the side of the second tool part (19) and some of the spacers (30) on the side of the first tool part (18) are distributed on a surface along the side of the second tool part ( 19) arranged actuators (1) is arranged extending actuator force running axis (A) and is provided with one of the measuring elements (10).

Pressvorrichtung (17) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Messelemente (10) an einem dem Werkzeug (20) abgewandten Ende (30a) der mit dem Messelement (10) versehenen Abstandshalter (30) angeordnet sind.Pressing device (17) after claim 1 or 2 , wherein the measuring elements (10) are arranged on an end (30a) of the spacer (30) provided with the measuring element (10) that faces away from the tool (20).

Pressvorrichtung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pressvorrichtung (17) ferner eine Steuereinheit (29) umfasst, die dazu eingerichtet ist, das Temperiermittel (5) eines jeweiligen Aktors (1) in Abhängigkeit der Messignale (11) zumindest eines Teils der Messelemente (10) derart anzusteuern, dass ein durch die Pressenkraft und die Aktorenkraft auf das Werkzeug (20) ausgeübter Druck homogen verteilt oder lokal erhöht ist.Pressing device (17) according to one of the preceding claims, wherein the pressing device (17) further comprises a control unit (29) which is set up to the temperature control (5) of a respective actuator (1) depending on the measurement signals (11) at least a part of the measuring elements (10) in such a way that a pressure exerted on the tool (20) by the press force and the actuator force is homogeneously distributed or locally increased.

Pressvorrichtung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausdehnungselement (2) eine zylindrische und/oder prismatische und/oder kubische Außenform und/oder eine zylindrische und/oder prismatische und/oder kubische Innenform aufweist.Press device (17) according to one of the preceding claims, wherein the expansion element (2) has a cylindrical and/or prismatic and/or cubic external shape and/or a cylindrical and/or prismatic and/or cubic internal shape.

Pressvorrichtung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pressvorrichtung (17) - einen Werkzeugträger (26), welcher über die auf Seiten des ersten Werkzeugteils (18) angeordneten Aktoren (1) mit dem ersten Werkzeugteil (18) gekoppelt ist, aufweist und das Ausdehnungselement (2), insbesondere das erste Ende (3) des Ausdehnungselements (2), der Aktoren (1) auf dem Werkzeugträger (26) aufliegt und/oder - einen Werkzeugträger (26), welcher über die auf Seiten des zweiten Werkzeugteils (19) angeordneten Aktoren (1) und Abstandshalter (30) mit dem zweiten Werkzeugteil (19) gekoppelt ist, wobei das Ausdehnungselement, insbesondere das erste Ende (3) des Ausdehnungselements (2), der Aktoren (1) auf dem Werkzeugträger (26) aufliegt.Pressing device (17) according to one of the preceding claims, wherein the pressing device (17) - a tool carrier (26), which is coupled to the first tool part (18) via the actuators (1) arranged on the side of the first tool part (18), and the expansion element (2), in particular the first end (3) of the expansion element (2), the actuators (1) resting on the tool carrier (26) and/or - a tool carrier (26), which is coupled to the second tool part (19) via the actuators (1) and spacers (30) arranged on the side of the second tool part (19), the expansion element, in particular the first end (3) of the Expansion element (2), the actuators (1) rests on the tool carrier (26).

Pressvorrichtung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Temperierabschnitt (6) einen von einem Abschnitt (8) zwischen dem ersten Ende (3) und dem Temperierabschnitt (6) und/oder von einem Abschnitt (9) zwischen dem zweiten Ende und dem Temperierabschnitt (6) abweichenden Materialparameter, insbesondere einen abweichenden Wärmeausdehnungskoeffizienten und/oder einen abweichenden Elastizitätsmodul, aufweist.Press device (17) according to one of the preceding claims, wherein the tempering section (6) comprises one of a section (8) between the first end (3) and the tempering section (6) and/or of a section (9) between the second end and has different material parameters than the temperature control section (6), in particular a different coefficient of thermal expansion and/or a different modulus of elasticity.

Pressvorrichtung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Temperiermittel (5) - ein Konduktionselement, das zum Bewirken der Temperaturänderung durch Wärmekonduktion mechanisch mit dem Ausdehnungselement (2) gekoppelt ist, und/oder - ein Induktionselement, das zum Bewirken der Temperaturänderung mittels Induktion eingerichtet ist, und/oder - ein Ultraschallelement, das zum Bewirken der Temperaturänderung akustisch mit dem Ausdehnungselement (2) gekoppelt ist, und/oder - ein Hochfrequenzelement, das zum Bewirken der Temperaturänderung mittels hochfrequenter elektromagnetischer Felder eingerichtet ist, aufweist.Pressing device (17) according to any one of the preceding claims, wherein the temperature control means (5) - a conduction element mechanically coupled to the expansion element (2) to effect the temperature change by thermal conduction, and/or - an induction element set up to bring about the temperature change by means of induction, and/or - an ultrasonic element which is acoustically coupled to the expansion element (2) in order to bring about the temperature change, and/or - A high-frequency element that is set up to bring about the temperature change by means of high-frequency electromagnetic fields.

Pressvorrichtung (17) nach Anspruch 8, wobei das Konduktionselement einen Fluidkanal aufweist, durch den ein die Temperaturänderung bewirkendes Fluid leitbar ist.Pressing device (17) after claim 8 , wherein the conduction element has a fluid channel through which a fluid causing the temperature change can be conducted.

Pressvorrichtung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein oder mehrere Temperierelemente (27, 28), die jeweils zur Temperierung eines Abschnitts des Werkzeugs (20) eingerichtet sind.Pressing device (17) according to one of the preceding claims, further comprising one or more temperature control elements (27, 28), which are each set up for temperature control of a section of the tool (20).

Pressvorrichtung (17) nach Anspruch 10, wobei jedem Abschnitt wenigstens einer der Aktoren (1) zugeordnet ist.Pressing device (17) after claim 10 , wherein each section is assigned at least one of the actuators (1).

Pressvorrichtung (17) nach Anspruch 10 oder 11, wobei Temperierelemente (27) in Heizzonen (32a, 32b) jeweils zum Erwärmen des Abschnitts des Werkzeugs (20) ausgebildet sind, wobei die Steuereinheit (29) dazu eingerichtet ist, die Temperierelemente (27) in den Heizzonen (32a, 32b) so anzusteuern, dass ein durch die Pressenkraft und die Aktorenkraft auf das Werkzeug (20) ausgeübter Druck in den Heizzonen (32a, 32b) derart verteilt ist, dass ein gezielter Einfluss auf einen Verlauf einer Imprägnierfront genommen wird.Pressing device (17) after claim 10 or 11 , wherein temperature control elements (27) in heating zones (32a, 32b) are each designed to heat the section of the tool (20), wherein the control unit (29) is set up to the temperature control elements (27) in the heating zones (32a, 32b) so to control that a pressure exerted by the press force and the actuator force on the tool (20) is distributed in the heating zones (32a, 32b) in such a way that a targeted influence on the course of an impregnation front is taken.

Pressvorrichtung (17) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei Temperierelemente (28) in Kühlzonen (33) jeweils zum Kühlen des Abschnitts des Werkzeugs (20) ausgebildet sind, wobei die Steuereinheit (29) dazu eingerichtet ist, die Temperelemente (28) so anzusteuern, dass trotz einer Schwindung ein homogener Druck auf ein Presserzeugnis ausgeübt wird.Pressing device (17) according to one of Claims 10 until 12 , wherein tempering elements (28) in cooling zones (33) are each designed to cool the section of the tool (20), the control unit (29) being set up to control the tempering elements (28) in such a way that despite shrinkage, a homogeneous pressure a press certificate is exercised.

Pressvorrichtung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pressvorrichtung (17) als quasikontinuierlich arbeitende Pressvorrichtung, insbesondere als Intervallheißpressvorrichtung, oder als diskontinuierliche Pressvorrichtung ausgebildet ist.Pressing device (17) according to one of the preceding claims, wherein the pressing device (17) is designed as a quasi-continuously operating pressing device, in particular as an interval hot-pressing device, or as a discontinuous pressing device.

Verfahren zur Herstellung eines Presserzeugnisses, wobei eine Pressvorrichtung (17) verwendet wird, wobei die Pressvorrichtung (19) umfasst: - ein Werkzeug (20) mit einem ersten Werkzeugteil (18) und mit einem dem ersten Werkzeugteil gegenüberliegenden zweiten Werkzeugteil (19), - eine Krafterzeugungseinheit (21), - mehrere flächig über das Werkzeug (20) verteilte thermische Aktoren (1), die zumindest zum Teil auf Seiten des ersten Werkzeugteils (18) angeordnet sind, wobei ein jeweiliger Aktor (1) - ein Ausdehnungselement (2), das durch einen Festkörper ausgebildet ist und ein erstes Ende (3) und ein zweites Ende (4) aufweist, - ein Temperiermittel (5), das dazu eingerichtet ist, eine Temperaturänderung in einem zwischen den Enden (3, 4) liegenden Temperierabschnitt (6) des Ausdehnungselements (2) zu bewirken, und - ein Lagermittel (7), durch das eine Position des ersten Endes (3) festgelegt ist, umfasst und dazu eingerichtet ist, bei der Temperaturänderung eine vom ersten Ende (3) zum zweiten Ende (4) gerichtete Aktorenkraft bereitzustellen, - Messelemente (10) und - mehrere die Krafterzeugungseinheit (21) mechanisch mit dem Werkzeug (20) koppelnde, flächig über das Werkzeug (20) verteilt angeordnete Abstandshalter (30), an denen kein dem Temperiermittel (5) der Aktoren (1) entsprechendes Temperiermittel angeordnet ist und von denen zumindest ein Teil auf Seiten des zweiten Werkzeugteils (19) auf einer längs der von den am ersten Werkzeugteil (18) angeordneten Aktoren (1) ausgeübten Aktorenkraft verlaufenden Achse (A) angeordnet und mit einem der Messelemente (10) versehen ist; wobei mittels der Krafterzeugungseinheit (21) eine auf das Werkzeug (20) wirkende Pressenkraft erzeugt wird und die Aktorenkraft eines jeweiligen mechanisch durch das Lagermittel (7) mit der Krafterzeugungseinheit (21) gekoppelten Aktors (1) die Pressenkraft überlagert, wobei die Messelemente (10) ein die Aktorenkraft und/oder eine durch die Aktorenkraft bewirkte Wegänderung und/oder eine durch die Aktorenkraft bewirkte Druckänderung beschreibendes Messsignal (11) erzeugen.A method for producing a pressed product using a pressing device (17), the pressing device (19) comprising: - a tool (20) with a first tool part (18) and with a second tool part (19) opposite the first tool part, - a power generation unit (21), - a plurality of thermal actuators (1) distributed over the surface of the tool (20), which are arranged at least in part on the side of the first tool part (18), a respective actuator (1) - an expansion element (2) which is formed by a solid and has a first end (3) and a second end (4), - a temperature control means (5) which is set up to bring about a temperature change in a temperature control section (6) of the expansion element (2) located between the ends (3, 4), and - a bearing means (7) by which a position of the first end (3) is fixed, and is set up to provide an actuator force directed from the first end (3) to the second end (4) when the temperature changes, - Measuring elements (10) and - a plurality of spacers (30) mechanically coupling the force-generating unit (21) to the tool (20) and distributed over the surface of the tool (20), on which no temperature control means corresponding to the temperature control means (5) of the actuators (1) is arranged and of which at least one part on the side of the second tool part (19) is arranged on an axis (A) running along the actuator force exerted by the actuators (1) arranged on the first tool part (18) and is provided with one of the measuring elements (10); wherein a press force acting on the tool (20) is generated by means of the force generation unit (21) and the actuator force of a respective actuator (1) mechanically coupled to the force generation unit (21) by the bearing means (7) is superimposed on the press force, the measuring elements (10 ) generate a measurement signal (11) describing the actuator force and/or a change in displacement caused by the actuator force and/or a change in pressure caused by the actuator force.

Verfahren nach Anspruch 15, wobei mittels des Werkzeugs (20) ein Fasermaterial und ein Matrixmaterial zu einem Faserverbunderzeugnis als Presserzeugnis verpresst werden.procedure after claim 15 , A fiber material and a matrix material being pressed into a fiber composite product as a pressed product by means of the tool (20).